Материал: Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Федоров И.А., Смирнов П.Б

1. Раскрытие закономерности размерного формообразования поверхностного слоя детали в зависимости от заданных характеристик обрабатываемой поверхности и применяемых двухкомпонентных рабочих сред и разработать на их основе схемы реализации процесса повышения эксплуатационных свойств изделий.

2. Разработка методики определения временных интервалов обработки локальных участков поверхности, обеспечивающих получение на них заданных характеристик качества, и перемещения эффективного пятна двухкомпонентной рабочей среды по всей обрабатываемой поверхности в соответствии с картами припусков на обработку.

3. Разработка порядка проектирования оборудование, средств технологического оснащения и инструмента для осуществления размерной ЭХМО с токопроводящим наполнителем, которые обеспечивают повышение эксплуатационных свойств деталей сложного профиля, в соответствии со схемами реализации процесса и целями, решаемыми на этапе применения данного метода.

4. Создание методики проектирования технологического процесса размерного формообразования сложнопрофильных поверхностей с использованием токопроводящего наполнителя, основанную на рациональном выборе режимов обработки и обеспечивающую повышение качества деталей на этапе проектирования технологии.

5. Выработка технологических рекомендаций по применению метода размерной комбинированной обработки с наполнителем в промышленных условиях на основе апробации метода и внедрения его для изготовления сложнопрофильных деталей авиационной техники и нефтегазовой аппаратуры.

При проведении исследований авторами использовались основные положения электродинамики, основы теории электрофизикохимических методов обработки и технологии машиностроения. Построение математической модели и оптимизация уравнений для определения режимов обработки проведены на основе теории вероятности, математической статистики и теории оптимизации.

К основным научным результатам, полученными авторами следует отнести:

- элементы теории и метод размерного формообразования, основанного на комплексном воздействии в электрическом поле электрохимического растворения и дискретного твердого инструмента для обработки сложнопрофильных поверхностей, недоступных для инструмента с постоянной геометрией;

- обоснование влияния размерного комбинированного процесса обработки с наполнителем на изменение структуры поверхностного слоя детали, обеспечивающего подготовку поверхности под анодное удаление припуска и обеспечение заданных характеристик качества поверхности, способствующих повышению производительности метода и рационализации условий движения жидкостей в турбонасосных агрегатах;

- представление процесса размерного формирования поверхностного слоя детали в виде комплексной математической модели, которая устанавливает взаимосвязь между параметрами потока рабочей среды с твердыми дискретными элементами и геометрическими и физико-механическими свойствами обрабатываемых поверхностей деталей;

- методика определения времени обработки локальных участков поверхности детали с его динамической корректировкой в зависимости от формы поверхности детали, условий взаимодействия наполнителя с обрабатываемой поверхностью, динамических и геометрических характеристик потока и электрических параметров процесса анодного удаления припуска;

- обнаружение факта восстановления электрического заряда на поверхности токопроводящего наполнителя в пространстве между электродами за счет взаимодействия гранул между собой, позволившее обеспечить размерное удаление припуска с локальных участков на величинах межэлектродных промежутков, не используемых в традиционной размерной электрохимической обработке.

Практическая ценность исследований заключается в:

1. Создании процесса размерного формообразования деталей из токопроводящих материалов, позволившего расширить область технологического использования электрохимической обработки с твердым токопроводящим наполнителем на размерное формообразование труднодоступных для инструмента поверхностей различного профиля.

2. Осуществлении размерного формообразование деталей сложной геометрии с получением требуемых характеристик качества поверхностного слоя, что дает возможность повысить эксплуатационные характеристики изделий.

3. Создании технологических процессов размерного формообразования труднодоступных для цельного инструмента поверхностей, позволивших технологу машиностроителю расширить базу знаний по ЭХМО с твердым токопроводящим наполнителем.

4. Реализации технологического решения проблемы размерной обработки поверхностей деталей, расположенных под отрицательным углом к оси симметрии струи рабочей среды (патент России № 2166417) и тонкостенных деталей (патент России № 2072281).

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.9.047

Ю.С. Золототрубова

Определение параметров многокомпонентной рабочей среды при локальной размерной комбинированной обработке

В работе рассмотрена проблема управления параметрами многокомпонентной рабочей среды для размерного формообразования с точки зрения использования различных схем процесса и оборудования для их реализации

В промышленности существуют отдельные конструкции оборудования и средств технологического оснащения процесса комбинированной электрообработки с твердым наполнителем. На основании теоретических и экспериментальных результатов можно предложить структурную схему оборудования для ЭХМО с твердым наполнителем, которая включает в себя следующие узлы и агрегаты:

насос для прокачки жидкой составляющей двухкомпонентной рабочей среды со скоростью расхода 6-10 л/с;

регулируемый источник постоянного тока, в случае если применяется комбинированная обработка с наложением электрического тока;

емкости для хранения и приготовления двухкомпонентных рабочих сред;

устройства для введения наполнителя в жидкую составляющую в заданной концентрации, а так же для их разделения и очистки и удаления наполнителя в случае его износа при обработке;

исполнительные механизмы для отработки траектории перемещения струи рабочей среды по обрабатываемой поверхности;

элементы для установки и закрепления детали и подвода рабочего напряжения.

В соответствии с требованиями приведены несколько схем установок для обработки с твердым наполнителем. В установке на рис. 1 необходимая концентрация наполнителя в жидкой среде обеспечивается сжатым воздухом в баке 7, который подается по трубе 9 в барботер 8 с соплами 10. При осуществлении обработки рабочая среда подается по трубе 1 к соплу 3, эжектируется сжатым воздухом из магистрали 2 и направляется на деталь 5. Отработанная рабочая среда через решетку 6 возвращается в резервуар, расположенный под рабочей камерой 4.

При реализации других схем электрообработки необходимо обеспечить скорость перемещения наполнителя более 10 м/с, что возможно при использовании роторной установки (рис. 2).

В этом случае рабочая среда из резервуара 6 посредством насоса 5 нагнетается по трубопроводам 3 и 4. Та часть рабочей среды, которая двигается по магистрали 4, предназначена для перемешивания наполнителя в резервуаре 6, а рабочая среда, двигающаяся по магистрали 3, поступает на лопасти ротора 1 и направляется к обрабатываемой поверхности 2.

Для комбинированной обработки каналов узлов ТНА можно предложить использование установки, схема которой представлена на рис. 3, которая включает в себя стойку 1, контейнер 2, корпус 4, приспособление для закрепления 6 обрабатываемой детали 7. Такая установка позволяет проводить безразмерную финишно-упрочняющую обработку по схеме 1. При этом обрабатываемая деталь 7, расположенная в контейнере 2 в течении обработки остается неподвижной, а двухкомпонентная рабочая среда приобретает возможность поступательного движения за счет вращения контейнера 2 и корпуса 4.

Рис. 1. Схема установки для ЭХМО с эжекцией рабочей среды

в зону обработки сжатым воздухом

Рис. 2. Схема роторной установки для ЭХМО с наполнителем

Разработаны схемы оборудования, позволяющего осуществлять многокоординатное перемещение двухкомпонентных рабочих сред непосредственно по обрабатываемой поверхности детали сложного профиля. Такое перемещение может осуществляться как за счет взаимных движений сопла и обрабатываемой поверхности друг относительно друга, так и за счет применения многоструйной обработки (рис. 4). Причем, в последнем случае, появляется возможность увеличения производительности электрообработки без существенного увеличения мощности оборудования и сокращения времени обработки.

При обработке внутренних полостей деталей, изготовленных из немагнитных материалов, для отклонения струи рабочей среды возможно использование магнитного поля. Это позволит улучшить управляемость процесса за счет более равномерного распределения наполнителя по обрабатываемой поверхности и интенсификации их дипассивирующего воздействия за счет магнитных сил.

Рис. 3. Схема установки для комбинированной обработки каналов ТНА двухкомпонентной рабочей средой

Рис. 4. Схема установки для многоструйной обработки

Опыт применения сопловых аппаратов различной конструкции позволяет рекомендовать гидравлические элементы с прямоугольным сечением выходных сопел (рис. 5) [1].

Такое устройство сопла позволяет сформировать плоскую струю, дающую возможность формирования эффективного пятна рабочей среды, соответствующего форме и размерам обрабатываемой поверхности заготовки. На рис. 6 представлены результаты по исследованию интенсивности съема металла плоскими струями при гидроабразивной обработке [1].

Рис. 5. Сопло для формирования плоской струи: 1 - корпус, 2 - канал подвода рабочей среды, 3 - кронштейн для токоподвода, 4 - токоподвод, 5 обрабатываемая поверхность

Рис. 6. Интенсивность удаления припуска плоской струей

при гидроабразивной обработке

Литература

1.Проволоцкий А.Е. Струйно-абразивная обработка деталей машин. Киев, Техника, 1989. - 177 с.

Воронежский государственный технический университет

УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!

Приглашаем Вас принять участие в межвузовском сборнике научных трудов "Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства".

Сборник будет выпущен в электронном виде в 2012 г.

Требования к материалам сборника:

1. Материал статьи объемом до 6-ти полных страниц формата А5 представляется ответственному секретарю сборника в отпечатанном и электронном виде ст. преподавателю кафедры НГиМСЧ Касаткиной И. Н. или по электронной почте akuzovkin@mail.ru.

2. Шрифт Times New Roman, размер 11.

3. Межстрочный интервал – одинарный, абзацный отступ 1,27 см.

4. Размеры полей: верхнее – 1,5 см, нижнее - 1,8 см, левое - 2,0 см, правое – 1,3 см.

5. Аннотация: размер шрифта – 9, межстрочный интервал – 0,8.

6. Пример оформления материалов статьи

УДК 627….. (без абзацного отступа, шрифт 11)

(один интервал)

И.И. Иванов, П.П. Петров

(выравнивание по центру, шрифт 11)

(один интервал)

Название статьи

(выравнивание по центру, шрифт 11)

(один интервал)

Рассматриваются проблемы применения метода (аннотация смещается относительно текста статьи на 5 знаков, абзацный отступ – 1 см, шрифт – 9, межстрочный интервал – 0,8).

(один интервал)

Текст статьи …………………………. (абзацный отступ – 1,25 см, шрифт – 11, межстрочный интервал - одинарный).

(один интервал)

Рисунок

(по ширине, без абзацного отступа)

Рис. 1. Внешний вид установки для …. (шрифт 11, без абзацного отступа)

(один интервал)

Продолжение текста статьи ……

(один интервал)

Литература

(по центру, шрифт 11, без абзацного отступа)

(один интервал)

1. Сидоров С.С., ……. (шрифт 11, абзацный отступ - 1,25 см).

2. ……………………. .

(один интервал)

Воронежский государственный технический университет

(шрифт 11, выравнивание по правому краю).

Научное издание

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

НА ЭТАПАХ КОНСТРУКТОРСКОЙ

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ

ПРОИЗВОДСТВА

Выпуск 11

В авторской редакции

Компьютерный набор И.Н. Касаткиной

Подписано к изданию 20.12.2013

Объем данных5,8 Mб

ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический

университет"

394026 Воронеж, Московский просп., 14

ФГБОУВПО

"Воронежский государственный технический университет"

СПРАВОЧНИК МАГНИТНОГО ДИСКА

Кафедра графики, конструирования и информационных

технологий в промышленном дизайне

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

НА ЭТАПАХ КОНСТРУКТОРСКОЙ

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ